南岭区域地质矿产勘查研究进展
南岭地区是我国地质工作程度最高的地区之一。目前已完成1 ∶ 1 ∶ 50万小比例尺区域地质、区域重力、航磁、河流沉积、重砂等区域调查和遥感解译工作。
区域地质调查:调整1∶20万面积,覆盖全区;完成1∶5万区域调查206个,占区域面积的47%;完成7个1 ∶ 25万的区域调查,占区域面积的57%。
地球物理调查:完成1∶20万区域重力26个,占区域面积的96%;完成1 ∶ 5万强磁场约55块,占面积的13%;完成1 ∶ 5万重力约20块,占面积的5%;完成约114的1 ∶ 5万航磁片,占面积的25%。
地球化学调查:1∶20万水系沉积物调查覆盖全区;完成1 ∶ 5万水系约57条,占全区面积的13%;完成1∶5万土约36块,占面积的8%。
遥感调查与解译:完成1∶20万;完成约7块1: 1万,占面积的13%;完成1 ∶ 5万约39件,占面积的9%。
二、矿产勘查的进展
从20世纪50年代到80年代,南岭地区的地矿、冶金、有色、核工业、武警黄金部队等地质勘查单位,对区内数百个矿点进行了包括普查、详查、勘探在内的勘查工作(表1-1),已探明大中型矿床260多个。柿竹园钨锡钼铋多金属矿、野鸡尾锡多金属矿、红旗岭锡多金属矿、界牌岭锡多金属矿、香花岭锡多金属矿、大义山锡矿、广西大厂锡铅锌多金属矿、栗钨锡铌钽矿、中山珊瑚锡矿、水岩坝锡矿、新路锡矿、漂塘钨锡矿、水岩坝锡矿等重要钨、锡、铅、锌矿。湖南水口山铅锌多金属矿田、黄沙坪铅锌多金属矿床、宝山铜铅锌多金属矿床、后江桥铁锰铅锌矿田、清水塘铅锌多金属矿田、广东凡口铅锌多金属矿床、大宝山铜铅锌多金属矿床、广西老厂铅锌多金属矿床、江西大吉山钨矿、西华山钨矿等。、特别是赣南钨矿、湘南柿竹园钨锡钼铋矿、粤北凡口铅锌矿、下庄矿田330(希望)铀矿、棉花坑矿田302铀矿、诸光361铀矿、帽子峰201铀矿,为我国核能事业和国防事业的发展做出了突出贡献。据粗略统计,到2000年底,南岭地区主要矿种分别占全国储量的83%、63%、30%、22%和24%。
表1-1南岭地区主要矿区控制资源评价统计表
注:根据中国地质调查局宜昌大地测量中心统计。计量单位:基金:万元;au-Ag:t;其他:1万t。
近年来,南岭地区钨锡多金属找矿取得了许多新进展,不仅表明该区仍有很大的资源潜力,也对科研工作提出了更高的要求,为该区进一步勘探树立了信心。
1.已经发现了许多新的矿藏。
据中国地质调查局宜昌地质调查中心统计,从1999到2008年底,中国地质调查局开始在南岭地区重新部署地质调查和矿产资源勘查,钻探工作量65296m,经费9738万元。新发现一批大中型矿床(表1-1),新增资源量:锡1.88万t,钨34万t,铅锌324万t,铋1万t(相当于60个大型矿床),潜在经济价值2000亿元。
自1999起,中国地质调查局开始在南岭地区重新部署地质调查和矿产资源勘查工作,发现了一批大型或预计大型矿床。如在赣南、湘南新发现了牛岭(钨钼)、牛星坝(金银铜铅锌)、八仙脑(钨锡铜铅锌银)、芙蓉(锡钨)等大中型钨锡多金属矿床。经过重新评价,赣南桃溪钨矿可达较大规模,新增钨(锡)资源量近65438+万t,远景20-30万t..在珠光山-万阳山、香花岭等地也发现了一批重要的锡多金属矿床,包括云英岩型、矽卡岩型、断裂带热液型等。其中,孙鹤岭、荷树峡、龙潭-牛角冲锡矿床具有大型和超大型锡矿资源前景。南岭东部武夷山新发现了严丰、南坪后沟等大型块状硫化物型铅锌矿床。赣南取得新进展的地区主要有崇鱼尤地区的桃溪坑钨锡矿、八仙脑钨多金属矿、牛岭钨锡矿、杜愚-赣县地区的坑窝窝钨矿、三南地区的铜坑洋钨矿(图1-1)。
图1-1赣南新开发矿区分布图
桃溪坑钨矿:1936、1982之前发现。提交的储量显示,矿区为小型矿山。该矿现隶属于其委托的崇义张远钨制品有限公司,自2002年以来,甘南地质大队在该区开展地质找矿工作,取得重大突破,新增(122b+333+3341)资源/储量8.43万吨,其中(122b+338)。2006年以来,中国地质科学院矿产资源研究所与湘南地质大队在国家科技支撑计划等项目的支持下,开展了进一步的勘查工作,取得了新的进展(详见第四章)。
八仙脑钨矿:位于江西省崇义县,属于破碎蚀变岩型钨锡多金属矿床,是赣南地质大队在实施地质调查项目过程中发现并扩建的。钨矿分为两个区,北区为破碎蚀变岩型,南区为应时细脉带型。已探明资源量(332+333+334)为钨32000t,与铅、锌、银伴生的锡13000t,预计远景为钨10000t,锡40000t,进一步勘探仍在进行中。
大余县牛岭钨锡矿床:位于南岭钨锡多金属成矿带西华山-杨梅寺钨锡多金属矿集区东部,夏龙-莫言山复式背斜南部,燕山期半隐伏的红桃岭花岗岩厂西南端,是赣南于冲-(上)聚德多金属成矿区的一部分。矿区钨锡矿化主要为应时单脉型,局部可见花岗岩顶部的云英岩型。矿化范围沿走向为1000米,沿倾向为2000米宽。应时矿脉以脉群的形式呈带状产出,脉群几乎等距。已控制I、II、III、IV、V、VI、VII七个矿脉组,其中I矿脉组工程控制程度最高。控矿面积约1.8506km2,仍处于找矿阶段,仍有可能发现新的脉群。已探明(332+333+334)资源量为钨3.56万t,锡6.5438+0.3万t,预计远景为钨6.5438+0.1万t,锡4万t。进一步的探索正在进行中。
坑尾窝矿区:又名南坑山矿区,与杜愚尚平钨矿一沟之隔,在空间上可以说是尚平钨矿的外围。是赣南队和地质调查项目共同出资地质调查发现的新矿点。矿区位于杜愚-赣县矿集区东部,盘古山-铁山龙矿田西北侧,北北东向-盘古山-铁山龙构造-岩浆-成矿带与东西向-尚平-铁山龙构造-岩浆-成矿带交汇处西侧。它与盘古山、黄沙钨矿呈等边三角形排列,位于海拔相近的隐伏岩系顶部。2004年6月5438+065438+10月14日,中国地质科学院陈玉川院士、王研究员、研究员在赣南地质大队徐以干、赖志坚工程师陪同下,到矿区进行调查。他们认为东部的铁山龙、南部的盘古山和西部的尚平钨矿对成矿条件极为有利,建议在两条应时脉的基础上加强。随后,甘南地质大队启动项目开展评估工作。虽然初期钻探效果不佳,但通过近五年的工作,坑窝窝地区钨矿化规模已达到中等水平。
铜坑头矿区:位于石城-寻乌北北东向深大断裂与上杭-会昌北西向断裂构造带交汇处的西南部,米坑山火山口与菖蒲火山洼地之间的铜坑头隐爆角砾岩群区。地质工作圈定了几个脉状铜、钼、锡矿体。目前该带已控制7个锡矿体,总宽约30m,延伸200余m,平均品位约0.612%。已控制7个铜矿体,总宽约35m,延伸100 ~ 400m,平均品位0.526%。控制8个钼矿体,最高钼品位0.68%,平均钼品位0.060% ~ 0.288%,平均钼品位0.1.23%。浅部矿化较强,深部有寻找斑岩矿体的前景。
2.发现了新的矿床类型。
发现一种新类型的矿床往往比发现一种单一的矿床更有意义,因为它代表了许多矿床。例如,在赣西崇余尤地区的八仙脑等地,不仅发现了“传统的”应时脉型黑钨矿床,而且还发现了破碎带热液充填交代蚀变岩型黑钨矿体。这意味着黑钨矿既可以出现在张性断裂中,也可以出现在张性和扭性构造断裂带中。此时虽然张性不够,不易形成大脉,但只要成矿物质来源丰富,具备成矿条件,也是可以成矿的。这一点在过去没有受到重视。换句话说,破碎带中肯定“遗漏”了很多蚀变岩型的钨矿。
3.产学研结合的探索新机制。
近年来,中国地质科学院矿产资源研究所、中国地质调查局宜昌地质矿产研究所、南京地质矿产研究所、南京大学、中南工业大学、中国科学院等单位通过地质调查项目和危机矿山项目,与地勘单位和矿山企业联合攻关,取得了许多新进展。南岭地区钨锡多金属找矿的新突破,也树立了通过科技攻关解决勘查关键理论技术问题,取得找矿新的更大突破的信心。如湖南省地质勘查局湘南地质调查所突破了接触带找矿的单一思路,在骑田岭岩体南部的破碎带中发现了热液锡矿——芙蓉锡矿。目前控制规模已达到大规模以上,促进了南岭地区锡多金属找矿。以此为参照,广东省地质勘查局在粤北也发现了类似的锡矿床——乳源天门峰锡矿床和与大东山岩体有关的连县潭岭锡矿床。江西省地质勘查局所属赣南地质大队,努力创新,将钨矿床“五层”模式发展为“五层+基底”,有效指导了冲鱼游等地的找矿工作,将淘溪坑钨矿床规模由小变大,新发现或扩大了八仙脑、柯树岭、仙鹅塘等钨矿床。
三、科研现状
多年来,我国各大地质研究所和相关地质队在该区开展了许多基础地质和矿产地质研究工作。最早的研究工作始于20世纪40年代,如李四光(1942)出版的《南岭在哪里》。1979 ~ 1982期间,进行了包括南岭地区在内的主要成矿带的首次划分,以钨、锡、铜、铀、铅、锌为主。1994期间,各省(区)完成金、银、铅、锌、铜、锑、稀土、稀土。“六五”期间,在全区实施了国家科技攻关项目“南岭地区有色稀有金属矿床控矿条件、成矿机理、分布规律及成矿预测研究”。“七五”期间“中国东部隐伏矿研究”课题为“湘、桂、粤、赣四省锡、铅、锌、铜隐伏矿研究”,原地矿部“八五”期间科技攻关项目为“武义-云开典型成矿区成矿地质条件及成矿预测研究”。
第六个五年国家科技攻关项目“南岭地区有色稀有金属矿床控矿条件、成矿机制、分布规律及成矿预测研究”(以下简称“南岭项目”),使该区与成矿有关的基础地质问题和区域成矿理论问题的认识向前迈进了一大步,主要成果如下:
1)建立了识别不同成因类型花岗岩的综合岩石学-地球化学指标,获得了赣南、粤北、桂北三个地球化学分区岩石的元素丰度;
2)提出了南岭区域构造的5个特征,评述了构造对成岩成矿的控制作用,划分了11构造-岩浆-成矿区;
3)建立了5个成矿系列、6个亚系列、265,438+0个矿床模型和65,438+000多个矿床实例,编制了南岭地区65,438+0∶200万花岗岩类矿床成矿系列图,阐明了矿床分布规律,从同一系列不同类型矿床之间的成因关系和相互找矿标志角度为找矿预测奠定了科学基础;
4)总结了受层、相、位三位一体控制的泥盆系层控矿床特征,为泥盆系层控矿床预测和找矿指明了方向;
5)筛选出5块37个预测区,为后续矿产勘查提供了重要依据。
总之,南岭地区多年的地质研究工作,不仅诞生了包括钨矿“五层楼”模式、“成矿系列”等一批具有中国特色的原创性新成矿理论,使中国成矿理论研究在世界上占有一席之地,也为进一步深化和理论创新提供了坚实的基础,提出了更高的要求。一些重要的科研成果有:岩浆岩的成矿专属性(,1958)、花岗岩的壳源转换和同熔成因理论(谢,1963;等,1981)、地洼构造论(陈,1960)、成矿系列论(程,1979;陈玉川,1983,1989)、华南花岗岩类地球化学(桂阳地球化学研究所,1979)、南岭花岗岩类地质学(莫竹荪等,1980)、华南不同时期花岗岩类及其与成矿的关系(南靖1981)、赣南钨矿床地质学(朱燕玲等,198 柿竹园钨金属矿床地质(王长烈等,1987),南岭地区与中生代花岗岩有关的有色及稀有金属矿床地质(陈玉川等,1989),湖南铅锌矿地质(王玉民等,1989)。 1989)、大厂锡矿地质(陈玉川等,1993)、湘中锑矿(史明奎等,1993)、湘南隐伏锡铅锌矿床预测研究(庄等,1993)等。1994)、广东隐伏锡多金属矿预测(邱广利等,1994)、桂北成矿系列及成矿历史演化轨迹(陈玉川等,1995)、桂北层状铅锌矿床与海平面变化(王建等,1995)。1997)、粤北-东江坳陷成矿地质环境及成矿预测(杨振强等,1997)、湖南柿竹园钨锡钼铋多金属矿床地质地球化学(毛景文等,1998)、武义隆起及郴州-上饶坳陷成矿规律、以及
上述成果均建立在南岭地区(或以南岭为核心区)构造、岩浆活动、成矿作用的研究成果基础上,对我国地质基础理论研究和找矿预测实践具有重要影响和推动作用。华南花岗岩规模巨大、类型多样、时代不同、地块不同、不同构造背景下花岗岩组合不同、岩浆演化历史不同、矿床类型和矿床组合不同,一直是国内外花岗岩和矿床地质学家最关注的地区。其研究程度最高,代表了我国花岗岩研究的最高水平和最新发展趋势。
近年来,在南岭花岗岩、大规模成矿和大型矿集区、钨锡多金属成矿模式及成矿流体等方面的研究取得了新进展。国内外对壳幔相互作用与成矿效应的理论基础、地幔柱理论、大陆成矿动力学、流体与成矿作用、大型和超大型矿床的研究不断深入,特别是大陆动力学与中国成矿系统的研究(陈玉川、王等,2007),使南岭地区再次成为相关成矿理论研究的热点和突破口,也使这项研究有了更高的起点。中生代以来,该区发生了强烈的构造岩浆活动和金属成矿作用。有学者认为华南内陆岩石圈伸展减薄始于燕山早期(李等,1999;郭新生等,2001;王跃军等,2001;梁新权等,2003;傅建明等,2004,2005),中生代以来,构造动力背景不是以挤压为主,而是广泛的拉张和伸展。各种类型的花岗质岩浆作用都是壳幔相互作用的产物,正是由于地幔物质不同程度、不同形式的参与,华南中新生代才发生了大规模的岩浆作用和大量金属矿物的形成(华人民等,2003)。陈郁川(2000)、王登红(2000)、王登红(2005)、陈玉川(2007)认为,中国地壳自燕山期以来发生了巨大变化,对区域成矿的发生和发展产生了深远的影响。上述认识是否符合实际,还有待进一步研究。
总的来说,南岭地区的地质矿产勘查和科学研究工作的特点是集中在少数矿集区,包括桂北大厂矿田、湘南柿竹园-黄沙坪地区和赣南冲鱼游地区。自65438年至0999年进行地质调查以来,大部分地区未进行进一步的评价和研究。
四、南岭地区矿产资源面临的问题
南岭成矿带是我国“十一五”矿产勘查重点部署的16重点金属成矿带中最重要的五个成矿带之一。成矿带是我国钨、锑、锡、铋、铅、锌、钽、铀等重要矿产资源的传统基地,也是世界上与大陆花岗岩有关的成矿作用最强的地区之一(地质矿产部南岭工程花岗岩专项组,1989;华人民,2005;朱进小学(2006)成矿条件好,找矿潜力大,矿业基础强,工作水平高,地质勘探队伍多,投资回报快,是我国最有利的成矿远景区之一,成果显著,是我国矿冶及相关产业最发达的地区之一。但该区科学问题多,找矿难度大,环保要求高,以隐伏矿为主,物化探异常干扰明显。因此,迫切需要通过南岭区域成矿规律的整体研究和赣南、湘南、桂北等典型矿集区的示范研究,推动地质找矿取得新突破。
1.地域资源优势明显,但也消耗快。
南岭地区的钨锡锑是我国的优势矿种。经过多年的发展和近20年来地质勘探的滞后投入,后备资源严重不足。包括西华山在内的一些世界著名的钨锡矿,已经面临资源危机甚至“空洞化”的不利局面,或将被关闭。
在全国范围内,南岭是西太平洋多金属成矿带的重要组成部分,也是我国有色稀有金属矿产特别是钨、锡、锑、铅、锌、铋、铀最集中的产区。该矿床具有规模大、分布广、成带堆积、伴生组分多、矿床类型复杂多样的特点。中国一些重要的大型-超大型钨锡多金属矿床位于该区,如大厂锡矿、柿竹园钨锡多金属矿、骑田岭钨锡矿、大吉山钨矿、西华山钨矿和凡口铅锌矿。南岭地区是我国重要的有色金属工业基地,已形成湘南、赣南、桂西、粤北四个采选冶区。有大中型矿山企业数百家,冶炼加工企业数十家,是我国社会主义市场经济建设中的有色金属和稀土资源宝库。
以钨为例,中国是钨资源最丰富的国家,也是钨产量和消费量最大的国家。2004年钨精矿产量达到85378t,钨产品出口量超过3万t(朱秀生,2005)。但由于经济快速发展,对钨的需求进一步增加,导致钨精矿市场供不应求,价格飙升;另一方面,我国钨资源消耗过快,钨矿的研究和找矿从上世纪80年代开始几乎停止,导致我国钨储量从1994年占世界钨储量的44.3%急剧下降到2001年的35.5%。这直接威胁到我国优势矿种钨的战略地位(其他矿种也差不多)。据江西省地质勘查局最新统计,全国钨矿现有储量约280万吨,赣南黑钨矿储量/储量约25万吨。目前,我国开发的钨矿石90%来自黑钨矿。按照1t钨精矿可采储量计算,我国钨资源可保障20年以上,而赣南黑钨矿资源只能保障8年左右,在“十二五”需求将比较困难。因此,要通过深入研究解决关键地质问题,产学研相结合,努力推动南岭地区钨、锡、铅、锌等多种矿产资源找矿取得区域突破,确保南岭的资源优势。
2.工作程度高,但实际问题多。
南岭是中国地质工作程度最高的地区之一。完成全区各种比例尺地质、矿产、航磁、重力、河流沉积物、重砂等区域调查和遥感解译,其中1∶1∶50万、1∶20万,重点地区已完成65438。“六五”以来,有关省区开展了两轮1 ∶ 50万成矿远景区划和部分单矿种(稀有、钨、锡、铅、锌)远景预测工作,大部分重点区块完成了1 ∶ 10万地质矿产预测研究,圈定了多个不同级别的远景区。因此,可以说该区积累了大量的地质勘探资料和数据,为今后的地质找矿工作奠定了极好的基础。
从20世纪50年代到80年代,地矿、冶金、有色、核工业、武警黄金部队等地质勘探单位对南岭数百个矿点进行了普查、详查、勘探等勘探工作,已查明大中型矿床260多处。水口山铅锌多金属矿田、黄沙坪铅锌多金属矿、宝山铜铅锌多金属矿、后江桥铁锰铅锌矿、清水塘铅锌多金属矿田、柿竹园钨锡钼铋多金属矿、野鸡尾锡多金属矿、红旗岭锡多金属矿、界牌岭锡多金属矿、香花岭锡多金属矿、大义山砂锡矿等重要钨、锡、铅、锌矿。广西大厂锡铅锌多金属矿床、栗钨锡铌钽矿床、中山珊瑚砂锡矿床、水岩坝砂锡矿床、新路砂锡矿床、漂塘钨锡矿床、茅坪锡矿床、广东凡口铅锌多金属矿床、大宝山铜铅锌多金属矿床、广西老厂铅锌多金属矿床、江西大吉山钨矿床、西华山钨矿床等。特别是赣南钨矿、湘南柿竹园钨锡钼铋矿和广东。然而,近20年来,随着西部大开发政策的出台,我国在地质找矿方面重点放在了西部地区,而对东部地区的投入相对不足。南岭相关省区的许多地勘队也纷纷西迁,承担新疆、西藏的地质调查项目。科研也是如此。比如国家在新疆设立“305”工程20多年,973工程在新疆和西藏冈底斯设立了独立专项。“十一五”期间,国家科技支撑计划仍以西部为主,南岭只是点缀。项目少,投资少,地勘队伍无法扩大,矿产资源的需求随着矿业的发展越来越大,两者形成了鲜明的对比。
3.丰富的科研成果却面临新的问题。
1985在南京召开的花岗岩与钨国际会议,1987在广西召开的锡矿国际会议,都代表着我国在钨锡矿化理论研究方面达到了世界领先水平。这些研究成果仍然指导着地质找矿工作。虽然南岭具有成矿强度大、矿业基础好(历史悠久、采冶配矿)、地质工作程度高(技术力量强、资料线索丰富)、投入产出比高等区域优势,但南岭地区存在许多具有世界影响的科学问题,地质找矿面临一系列技术难题,对成矿理论和勘查技术研究提出了新的要求。综合起来看,南岭地质矿产的主要科学问题和难题可以概括如下:
1)南岭在中国乃至世界的构造位置及其对矿产资源形成和分布的制约作用如何?
2)南岭的优势矿产资源钨、锡等从哪里来?壳幔相互作用控制成矿吗?
3)为什么南岭钨锡矿矿化强度世界第一?如何形成类似广西大厂100号矿体的特富矿体(王等,2002)?会不会是纳米矿化?
4)南岭各种矿物之间是否有内在联系,在三维空间中是如何分布的?南岭地区以武夷-云开为中心的区域成矿作用在时间和空间上形成了明显的成矿分带。这种区域划分的原因是什么?如何引导找矿?
5)如何在四维时空域中重建大规模成矿作用发生发展的历史,追溯其演化轨迹?
6)如何建立南岭陆相成矿系统,进而从全位和缺失的角度指导找矿?
7)南岭地区某些特殊矿化的成矿机制和成矿条件是什么?
8)不同类型的存款之间有什么内在联系?如何成为相互的找矿指标?
9)深部找矿迫在眉睫。如何创新深部找矿勘查理论和技术(如建立七层钨矿模型)?